Vidéo de la leçon: Macromolécules Biologiques Biologie

Transcription de la vidéo

Dans cette vidéo, nous allons apprendre ce qu’est une macromolécule biologique, nous présenterons les quatre types de macromolécules biologiques et nous verrons comment leurs fonctions essentielles chez les êtres vivants sont liées à leur structure.

Commençons par répondre à la question «Qu’est-ce qu’une macromolécule biologique?» Eh bien, vous vous rappelez sans doute que les organismes multicellulaires complexes comme les humains contiennent différents systèmes organiques. Un système organique est un groupe d’organes. Un organe est composé de nombreux tissus différents. Et les tissus sont composés de nombreuses cellules différentes. Chaque cellule contient de nombreux organites. Un organite est composé de molécules. Les molécules sont composées d’atomes. Et même les atomes sont composés de particules plus petites agencées ensemble. Ce concept d’organisation est en fait centré sur le fait que les caractéristiques des structures biologiques sont déterminées par leurs composants.

Le tissu nerveux est en mesure d’accomplir sa fonction de coordination des réactions de l’organisme car il contient de nombreuses cellules nerveuses spécialisées dans la communication. De la même manière, les caractéristiques d’un atome sont déterminées par le nombre et la disposition des protons, des neutrons et des électrons qui le constituent. En biologie, la structure est toujours directement liée à la fonction.

Les macromolécules biologiques sont de grandes molécules organiques composées de sous-unités qui sont répétées. Tous les êtres vivants possèdent quatre types de macromolécules biologiques. Celles-ci sont les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. La plupart des macromolécules biologiques sont également considérées comme des polymères. Poly- est un préfixe qui signifie plusieurs, et -mère signifie partie ou unité. Les polymères sont des macromolécules composées de sous-unités répétées appelées monomères. Mono- est un préfixe qui signifie un. Un monomère représnte une unité dans un polymère. Lorsque les monomères s’unissent pour former un polymère, nous appelons ce processus la polymérisation. Les caractéristiques d’une macromolécule dépendent des caractéristiques et de l’arrangement des sous-unités moléculaires dont elle est composée.

Ensuite, familiarisons-nous avec les caractéristiques des différents types de macromolécules. Commençons par les glucides et les lipides.

Les glucides sont des molécules qui contiennent du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène dans une proportion particulière. Les polymères composés de glucides sont également appelés polysaccharides. Saccharide signifie sucre. Nous avons appris que les polymères sont constitués d’unités répétées appelées monomères. Les monomères qui composent les polysaccharides sont appelés monosaccharides ou sucres simples. Un exemple de monosaccharide que vous connaissez probablement est le glucose, un substrat que nos cellules utilisent couramment pour effectuer la respiration cellulaire.

Certaines fonctions des glucides sont de stocker de l’énergie facilement transférable et de fournir une structure à certains types cellulaires. Quelques exemples de glucides complexes sont l’amidon, la cellulose et le glycogène. Prenons un moment pour noter que le terme glucide s’applique à la fois aux sucres simples et aux polysaccharides. Mais lorsque nous parlons de macromolécules, nous ne faisons référence qu’aux glucides polysaccharidiques complexes tout en excluant les sucres simples.

Les lipides sont également constitués de carbone, d’hydrogène et d’oxygène comme les glucides, mais ils sont différents à bien des égards. Tout d’abord, les lipides contiennent ces éléments dans une proportion différente. Ils ont tendance à contenir plus de carbone et d’hydrogène et moins d’oxygène que les glucides. Les lipides sont en fait caractérisés par leurs longues chaînes carbonées et hydrogènées et par le fait qu’ils ne sont pas solubles dans l’eau. Un bon exemple de lipide commun est l’huile de cuisson, qui ne se mélange pas à l’eau.

Certaines fonctions des lipides sont de stocker de l’énergie pendant de longues périodes et de constituer les membranes des cellules et des organites. Quelques exemples de lipides biologiques courants sont les triglycérides, les phospholipides et le cholestérol.

Lorsque nous disons qu’une molécule biologique est organique, nous voulons dire qu’elle possède des liaisons carbone-hydrogène. Donc, une molécule comme le glucose est considérée comme organique, mais une molécule comme l’eau ne l’est pas. La liaison entre le carbone et l’hydrogène est particulièrement énergétique, ce qui signifie que les réactions qui les rompent sont généralement exothermiques et que l’excès d’énergie peut être transféré aux autres processus cellulaires. Entre ces deux types de molécules de stockage d’énergie, les lipides ont un rapport énergie-masse beaucoup plus élevé, car ils possèdent beaucoup plus de liaisons carbone-hydrogène à haute énergie.

C’est une des raisons pour lesquelles les plantes préfèrent un amidon facile d’accès comme molécule de stockage à long terme d’énergie. Les plantes sont des organismes immobiles, elles n’ont donc pas à transporter tout cet amidon lourd avec elles. En revanche, les animaux qui doivent se déplacer utilisent généralement des lipides pour stocker de l’énergie à long terme. Les lipides sont un peu plus difficiles à synthétiser, mais sont beaucoup plus légers. Imaginez si nous avions des pommes de terre attachées à notre corps. Et cette différence est un exemple de la relation entre la forme et la fonction des macromolécules.

Ensuite, examinons de plus près les protéines et les acides nucléiques. Les protéines sont des macromolécules biologiques extrêmement diverses et complexes. Quelques exemples de protéines sont les enzymes, les anticorps, les hormones, les molécules structurelles et bien plus encore. Les protéines sont des polymères composés de plusieurs monomères d’acides aminés. Les chaînes d’acides aminés sont appelées polypeptides en raison des liaisons peptidiques qui se forment entre eux. La chaîne des acides aminés doit être repliée pour former une protéine fonctionnelle. Il existe 20 typss différents d’acides aminés. Leur séquence finale et leur arrangement donne les caractéristiques spécifiques de chaque protéine.

Les acides nucléiques sont l’ADN et l’ARN. ADN signifie acide désoxyribonucléique, et ARN signifie acide ribonucléique. Puisque le nom explique de quel type de macromolécule il s’agit, les acides nucléiques sont particulièrement faciles à identifier. Les acides nucléiques sont des polymères composés de monomères appelés nucléotides. Un acide nucléique peut contenir des milliers ou des millions de nucléotides. Les acides nucléiques sont capables de contenir beaucoup d’informations sur la disposition des nucléotides, également appelée séquence nucléotidique. Ce sont aussi des molécules très stables. Et, par rapport aux protéines, elles ont une structure facile à répliquer. C’est pourquoi les acides nucléiques sont idéaux pour le stockage des informations génétiques. Ils contiennent d’énormes quantités d’instructions pour les cellules, et ils peuvent être copiés et transmis à la progéniture.

Les protéines et les acides nucléiques sont très proches. Vous savez probablement déjà que l’ADN est transcrit en ARN et que l’ARN est traduit en un polypeptide, qui est finalement replié en une protéine fonctionnelle, ce qui donne l’impression que l’ADN existait en premier lorsque la vie a commencé il y a des milliards d’années. Mais les scientifiques qui s’intéressent aux origines de la vie savent que des protéines sont apparues avant les acides nucléiques. Cependant, les protéines sont variées et compliquées, de sorte que les scientifiques théorisent que l’ADN et l’ARN se sont ensuite développés comme des moyens de stocker, de copier et de transférer les informations nécessaires à la synthèse de ces protéines et non l’inverse. D’autres scientifiques ont proposé une hypothèse du monde de l’ARN dans laquelle l’ARN existait en premier.

Maintenant que nous nous sommes familiarisés avec les quatre types de macromolécules, leurs structures et leurs fonctions, passons à un exercice pratique.

Parmi les propositions suivantes, laquelle décrit le mieux la structure de base d’une macromolécule biologique? (A) Les macromolécules biologiques sont des molécules ou monomères constitués d’unités répétées ou polymères. (B) Les macromolécules biologiques sont des molécules longues ou de grande taille ou polymères composés de sous-unités plus petites ou de monomers réunis. (C) Les macromolécules biologiques sont de petites molécules ou polymères composés d’atomes plus petits ou de monomers réunis.

La bonne réponse à cette question sera celle qui décrit la structure d’une macromolécule biologique. Et puisque nous cherchons la proposition la plus précise, nous allons devoir comparer les trois propositions les unes aux autres. Lorsque nous disons qu’une molécule est biologique, nous voulons généralement dire qu’elle est organique ou qu’elle possède des liaisons carbonées et hydrogènées. Une molécule est composée de deux atomes ou plus, et macro est un préfixe qui signifie grand. Donc, une macromolécule biologique est un grand groupe d’atomes liés entre eux qui est organique.

Vous savez probablement que tous les organismes vivants sont constitués de cellules, que les cellules contiennent de nombreux organites, que les organites sont constitués de molécules, et nous avons déjà mentionné que les molécules sont constituées de deux atomes ou plus liés ensemble. Sur notre échelle de l’organisation biologique, les macromolécules rentreraient ici. Ainsi, une macromolécule est une grande molécule, composée de nombreuses petites unités, qui sont elles-mêmes des molécules. De nombreuses macromolécules sont également considérées comme des polymères. Poly- est un préfixe qui signifie beaucoup, et -mère signifie unité. Et ces sous-unités moléculaires qui composent les polymères sont appelées monomères. Mono- est un préfixe qui signifie un.

Un bon exemple de ceci est une macromolécule appelée le glycogène. Le glycogène est un polymère glucidique composé de nombreuses sous-unités répétées. Les monomères qui se lient pour former du glycogène sont des molécules de glucose. Donc, ces couples de termes ont tous la même relation. Le glycogène est composé de glucose. Les polymères sont composés de monomères. Et les macromolécules sont composées de molécules. Maintenant, revenons à nos choix de réponses.

La première proposition dit que les monomères sont constitués de polymères. Mais nous savons que le monomère a une unité et que le polymère en a plusieurs. Donc, cette proposition est incorrecte. La deuxième proposition dit que les macromolécules sont de grosses molécules, ce que nous savons être vrai, et que les polymères sont constitués de monomères, ce qui est également correct. Donc, cette proposition semble correcte. Mais puisque nous recherchons la proposition la plus précise, nous devons comparer les trois. La dernière proposition stipule que les macromolécules sont des petites molécules, mais nous savons que le préfixe macro signifie en fait grand. Donc, cette proposition est également incorrecte.

La proposition qui décrit le mieux la structure de base d’une macromolécule biologique est celle qui dit que les macromolécules biologiques sont des molécules longues ou de grande taille ou polymères composés de sous-unités plus petites ou de monomères réunis.

Ensuite, terminons notre leçon en récapitulant ce que nous avons appris. Dans cette vidéo, nous avons découvert les macromolécules biologiques. Nous avons examiné les niveaux d’organisation et déterminé où se situent les macromolécules sur cette échelle. Nous avons appris que ces molécules importantes sont organiques et qu’elles se composent de sous-unités répétées de plus petite taille. Et nous avons brièvement passé en revue les quatre types de macromolécules biologiques, les glucides, les lipides, les protéines et les acides nucléiques, et expliqué comment leur structure est directement liée à leur fonction.